Альтернативный, более безопасный подход — вакцина, сделанная из небольших фрагментов белков, продуцируемых болезнетворным вирусом или бактерией. Это сработало при некоторых заболеваниях, но во многих случаях эти вакцины не вызывают достаточно сильного ответа.
Теперь команда инженеров Массачусетского технологического института разработала новый способ доставки таких вакцин непосредственно в лимфатические узлы, где проживают огромные популяции иммунных клеток: эти вакцины отправляются в лимфатические узлы, цепляясь за протеин-альбумин, содержащийся в кровоток. В ходе испытаний на мышах такие вакцины вызвали очень сильный иммунный ответ, сообщают исследователи в онлайн-издании Nature от 16 февраля.
«Лимфатические узлы — это то место, где все действия происходят в первичном иммунном ответе. Там находятся Т-клетки и В-клетки, и именно здесь вам нужно получить вакцину, чтобы получить иммунный ответ. Чем больше материала вы получите, тем лучше, "говорит Даррелл Ирвин, профессор биологической инженерии, материаловедения и инженерии, и старший автор статьи.Этот подход может быть особенно полезен для доставки вакцин против ВИЧ и для стимулирования иммунной системы организма к атаке опухолей, говорит Ирвин, который также является членом Института интегративных исследований рака Массачусетского технологического института им.
Коха.Бесплатная поездкаВакцины, изготовленные из фрагментов белка или сахара, также известные как субъединичные вакцины, оказались успешными против нескольких заболеваний, таких как гепатит и дифтерия. Чтобы разработать субъединичные вакцины от других заболеваний, ученые попытались нацелить их на лимфатические узлы, используя наночастицы для их доставки или пометив их антителами, специфичными к иммунным клеткам в лимфатических узлах.
Однако эти стратегии имели лишь ограниченный успех, потому что трудно доставить всю вакцину в лимфатические узлы, не ускользнув от остальной части тела, что может вызвать нежелательные побочные эффекты.
Команда Ирвина использовала новый подход, основанный на существующей процедуре для нацеливания визуализирующих красителей на лимфатические узлы. Хирурги используют эту процедуру, известную как «картирование дозорных лимфатических узлов», для определения степени метастазирования рака после удаления опухоли. Краситель, используемый для визуализации, плотно связывается с альбумином, позволяя ему накапливаться в лимфатических узлах.
Предыдущие исследования показали, что когда инородные частицы, такие как краситель, связываются с альбумином, иммунные клетки в лимфатических узлах эффективно захватывают альбумин. «Мы поняли, что это может быть подход, который вы могли бы попытаться скопировать в вакцине — разработать молекулу вакцины, которая связывается с альбумином и попадает в лимфатический узел», — говорит Ирвин.Чтобы получить белковые фрагменты, известные как пептиды, для связывания с альбумином, исследователи воспользовались функцией альбумина как переносчика молекул, называемых жирными кислотами. Альбумин имеет связывающие карманы, которые могут захватывать жирные, гидрофобные молекулы, поэтому исследователи добавили жировой хвост, называемый липидом, к своим пептидам вакцины.
Они создали несколько различных вакцин против ВИЧ, меланомы и рака шейки матки и протестировали их на мышах. Каждый из них генерировал большую популяцию Т-клеток памяти, специфичных для вирусного или опухолевого пептида.«Мы знали, что находимся на правильном пути, потому что видели, что иммунный ответ может быть просто потрясающим», — говорит Ирвин. «Когда вы смотрите на кровь, каждая третья Т-клетка в крови была вакцино-специфической Т-клеткой, которую вы обычно видите только с вакцинами, доставляемыми вирусами».Вакцины, нацеленные на альбумин, вызывали иммунные ответы в 5-10 раз сильнее, чем те, которые генерировались только пептидными антигенами.
Вакцина против меланомы замедлила рост рака, а вакцина против рака шейки матки уменьшила опухоли.«Это, безусловно, интересный подход, и результаты очень убедительны», — говорит Пал Йохансен, профессор дерматологии университетской клиники Цюриха, не входивший в исследовательскую группу. «И влияние на стимулированные иммунные ответы, и последующее подавление роста опухоли — это результаты, которые предполагают дальнейшую разработку и клинические испытания».
Контролируемое воспалениеИсследователи также протестировали эту стратегию доставки с адъювантом — молекулой, которая усиливает иммунный ответ вакцин. Нацеливание на альбумин обычно используемого адъюванта, называемого CpG, резко усилило воспалительную реакцию. Этот метод доставки может также повысить безопасность адъювантов за счет ограничения их действия на лимфатические узлы.
В противном случае адъювант может распространиться с кровотоком и спровоцировать воспаление в других частях тела.«Эта модификация нацеливания на лимфатические узлы приводит к тому, что почти весь материал попадает в дренирующие лимфатические узлы, поэтому это означает, что он более эффективен, потому что он концентрируется в лимфатических узлах, а также делает его более безопасным, поскольку он не попадает в системный кровоток », — говорит Ирвин.
Исследователи планируют протестировать этот метод для доставки вакцин против ВИЧ на нечеловеческих приматах, а также работают над дальнейшей разработкой противораковых вакцин, в том числе против рака легких.